在我国古代,气象学还不是一门成熟、独立的学科,但观测天气气候的变化,却是我国自古就有的人类科学活动之一。殷商时代的甲骨文里,就有文字记载气象方面的观测资料,殷墟甲骨文卜辞中也有天气预测和实况的记载。
古代最原始的测风器主要用于测量风向。
用布帛之类的物品挂在竿上,后来改用鸡毛做成条形或扇形的羽葆,风吹羽葆扬,与羽葆指向相反的方向即为风向。条形鸡毛与扇形羽葆的重量不同,古人分别称它们为五两、八两,使用时可因地制宜地选择。比如楚地风小,宜用五两;北方和沿海风力较大,宜用八两,等等。
除观测水平方向的风外,古人也观测自下而上或自上而下的旋风和方向混乱的乱风。风向不同,它的叫法也不同,例如,把自上而下吹的风叫“颓风”,也叫“焚轮风”,自下而上吹的风叫“飙风”,也叫“扶摇风”等,可见对风的观测已非常细致。
《左传》中还首次论述了“八风”(即八种风向),其内容与现代气象观测学中基本风向的定义是一致的。
世界上第一个给风定级的人,是我国唐代的李淳风。他官居太史令,集数学家、天文学家和气象学家为一身,公元645年所著的《乙巳占·侯云法》,记载了测风环境、测风工具和测风办法,文中把风力分为八级:一级动叶,二级鸣条,三级摇枝,四级堕叶,五级折小枝,六级折大枝,七级折木飞砂石或伐木(折木),八级拔木树和根。这八个等级的风,再加上“无风”和“和风”(指温和,尘埃不起的风)两个等级,合为十级。这和现代气象观测学对风级的描述已经非常接近了,比英国的“蒲福风力等级”早了一千多年。
最早的测雨器记载见于南宋数学家秦九韶所著的《数书九章》(1247年)。
该书第二章为“天时类”,收录了有关降水量计算的四个例子,分别是“天池测雨”“圆罂测雨”“峻积验雪”和“竹器验雪”。其中“天池测雨”所描述的“天池盆”已经和现代气象观测所使用的雨量筒非常接近了,而方法上则采取“平地得雨之数”来度量雨水,堪称世界上最早的雨量计算方法,为后来的“雨量测定”奠定了理论基础。
书中把“降雪”也纳入“降雨量”的范畴,只可惜,在降雪量测量方面,只实测降雪的厚度,并没进一步折算为降水量。
到了明清时期,测风量雨有了专属的场所——观象台,不仅有气象观测,还有天文观测。各地、州、县,也有观测任务,凡有灾异现象,特别是风灾、雨灾等气象灾害,都必须呈奏,诸如《晴雨录》《雨雪粮价》之类,各地官员也有大量的有关当地天气、气候及气象灾害的奏折。如今,在中国第一历史档案馆,还珍藏着大量的古代有关天文地理、黄河水文、气象灾害方面的资料。
与现代测雨工具最接近的当数“乾隆测雨台”了,它以黄铜制造,为圆筒形,筒高一尺五寸,圆径七寸,置于测台之上,用于量雨,测台正面写有“测雨台”三个大字,旁边则写着“清乾隆庚寅五月造”的字样。